JP2011030386A - スイッチング電源回路 - Google Patents

Abstract

【課題】制御回路の動作電圧のバラツキに関わらず、制御回路に供給される電源のオン／オフにあわせて、並列されたコンバータを同時にオン／オフする。
【解決手段】主回路用制御手段と副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、主回路用制御手段は副回路用制御手段へ動作開始・停止命令を与え、その補助電源が立ち上がると、副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、主回路用制御手段が動作開始した後に、主回路用制御手段からの動作命令を受けて副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、主回路用制御手段が動作停止した後に、主回路用制御手段からの動作命令が無くなることにより副回路用制御手段が停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のコンバータを並列に接続し、これらを同期して動作させるスイッチング電源に関する。

従来、コピー機やプリンタ等の機器では、負荷の異なる各種回路に安定して電源電圧を供給するため、複数のスイッチングトランスを有する多出力型のスイッチング電源回路を設けていた。

ところが、従来のスイッチング電源回路では、主回路が停止した状態で副回路が動作することを防止するため、出力同期回路を設けなければならず、さらに、それぞれ複雑な突入電流防止回路を複数の入力整流回路毎に取付けなければならなかった。

そこで、上記の課題を解決するために、図１０に示すようなスイッチング電源が提案されている。

このスイッチング電源では、ＰＷＭ制御回路１２２、１３２が、コンバータ１２０の制御用整流平滑回路１２３からの電源電圧により動作し、後段の保護回路１４３、１５３の保護制御信号Ｃ１０１、Ｃ１０２に基づいてＰＷＭ信号ａ１０１、ａ１０２を作成し、ＮＰＮトランジスタＴｒ１２０，Ｔｒ１３０のベースに供給する。このようなＰＷＭ信号ａ１０１、ａ１０２によりＮＰＮトランジスタＴｒ１２０，Ｔｒ１３０は、オン、オフを行い、それぞれスイッチングトランス１１３、１１４の一次巻線Ｌ１１１、Ｌ１１２にパルス電流を流して、スイッチングトランス１１３の二次巻線Ｌ１２１、Ｌ１２２に変圧された交流電圧を発生させるとともに、スイッチングトランス１１３の補助巻線Ｌ１１３に変圧された交流電圧を発生させる（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２７９４１号公報

しかしながら、上記のように、入出力が共通である従来の同期並列コンバータにおいては、各コンバータ主スイッチング素子をそれぞれ別々の制御回路により制御する際、その制御回路用電源Ｖｃｃについては、部品点数の削減等の理由で１つに共通化して供給する事が殆どである。

ところが、各制御回路には、それぞれ動作可能な電源範囲（Ｖｃｃ電圧の範囲）にバラツキがある為、電源（Ｖｃｃ）供給をオン／オフさせる際の過渡的な状態において、並列されたコンバータの中で、一部のコンバータのみ動作あるいは停止状態になる可能性がある。その結果、動作状態にあるコンバータにのみ電力が偏り、発熱が集中するといった問題や電源（Ｖｃｃ）供給オフ時に、コンバータの出力電圧が時間軸に対して直線的に低下しないためにスイッチング電源回路にストレスがかかるという問題があった（例えば、図９参照）。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、制御回路の動作電圧のバラツキに関わらず、制御回路に供給される電源のオン／オフにあわせて、並列されたコンバータを同時にオン／オフすることができるスイッチング電源を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために以下の事項を提案している。

（１）本発明は位相制御によりスイッチング動作する主回路及び副回路を有し、前記主回路用および前記副回路用のトランス（例えば、図１のトランス２０に相当）と、前記主回路用の第１のスイッチング素子と、前記副回路用の第２のスイッチング素子と、該第１のスイッチング素子のオン・オフを制御する主回路用制御手段（例えば、図１の制御回路３０ａに相当）と、該第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する副回路用制御手段（例えば、図１の制御回路３０ｂに相当）とを備え、前記主回路制御手段及び副回路制御手段とを位相制御するマルチフェイズ型スイッチング電源回路であって、前記主回路用制御手段と前記副回路用制御手段とが共用の補助電源（例えば、図３、図４のＶＣＣに相当）を備え、前記主回路制御手段は副回路制御手段へ動作開始・停止命令を与え、該補助電源が立ち上がると、前記副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、前記主回路用制御手段が動作開始した後に、前記主回路用制御手段からの動作命令を受けて前記副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、前記主回路用制御手段が動作停止した後に、前記主回路用制御手段からの動作命令が無くなることにより前記副回路用制御手段が停止することを特徴とするスイッチング電源回路を提案している。

本発明によれば、主回路用制御手段と副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、主回路制御手段は副回路制御手段へ動作開始・停止命令を与え、この補助電源が立ち上がると、副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、主回路用制御手段が動作開始した後に、主回路用制御手段からの動作命令を受けて、副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、主回路用制御手段が動作停止した後に、主回路用制御手段からの動作命令が無くなることにより副回路用制御手段が停止する。したがって、補助電源（Ｖｃｃ）供給をオン／オフさせる際の過渡的な状態において、並列されたコンバータの中で、一部のコンバータのみ動作あるいは停止状態になるということがなく、その結果、動作状態にあるコンバータにのみ電力が偏り、発熱が集中するといった問題や電源（Ｖｃｃ）供給オフ時に、コンバータの出力電圧が時間軸に対して直線的に低下しないという従来の問題を解決することができる。なお、ここで、マルチフェイズ型スイッチング電源回路とは、複数のコンバータ回路が並列に接続され同一のスイッチング周波数で位相をずらして動作し、各々のコンバータ電力を足し合わせて負荷に供給する電源回路をいう。

（２）本発明は、位相制御によりスイッチング動作する主回路及び副回路を有し、前記主回路用および前記副回路用のトランスと、前記主回路用の第１のスイッチング素子と、前記副回路用の第２のスイッチング素子と、該第１のスイッチング素子のオン・オフを制御する主回路用制御手段と、該第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する副回路用制御手段とを備え、前記主回路制御手段及び副回路制御手段とを位相制御するマルチフェイズ型スイッチング電源回路であって、前記主回路用制御手段と前記副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、前記主回路用のトランスが制御巻線を備え、前記制御巻線に発生する電圧により副回路制御手段へ動作開始・停止命令を与え、該補助電源が立ち上がると、前記副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、前記主回路用制御手段が動作開始した後に、前記制御巻線電圧からの動作命令を受けて前記副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、前記主回路用制御手段が動作停止した後に、前記制御巻線電圧が無くなることにより前記副回路用制御手段が停止することを特徴とするスイッチング電源回路を提案している。

本発明によれば、主回路用制御手段と副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、主回路用のトランスが制御巻線を備え、制御巻線に発生する電圧により副回路制御手段へ動作開始・停止命令を与え、その補助電源が立ち上がると、副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、主回路用制御手段が動作開始した後に、制御巻線電圧からの動作命令を受けて副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、主回路用制御手段が動作停止した後に、制御巻線電圧が無くなることにより副回路用制御手段が停止する。したがって、補助電源（Ｖｃｃ）供給をオン／オフさせる際の過渡的な状態において、並列されたコンバータの中で、一部のコンバータのみ動作あるいは停止状態になるということがなく、その結果、動作状態にあるコンバータにのみ電力が偏り、発熱が集中するといった問題や電源（Ｖｃｃ）供給オフ時に、コンバータの出力電圧が時間軸に対して直線的に低下しないという従来の問題を解決することができる。

（３）本発明は、（２）のスイッチング電源回路について、前記主回路用制御手段の動作開始及び停止、前記副回路用制御手段の動作開始可能状態及び停止が前記補助電源の電圧値によって決定され、該電圧値が前記主回路用制御手段の所定の設定値よりも低い前記副回路用制御手段の所定の設定値以上になると、前記副回路用制御手段が動作開始可能状態となり、該電圧値が前記主回路用制御手段の所定の設定値以上になると、前記主回路用制御手段および前記副回路用制御手段が動作を開始し、前記主回路用制御手段の所定の設定値以下になると前記主回路用制御手段および前記副回路用制御手段が動作を停止することを特徴とするスイッチング電源回路を提案している。

本発明によれば、主回路用制御手段の動作開始及び停止、副回路用制御手段の動作開始可能状態及び停止が補助電源の電圧値によって決定され、その電圧値が主回路用制御手段の所定の設定値よりも低い副回路用制御手段の所定の設定値以上になると、副回路用制御手段が動作開始可能状態となり、その電圧値が主回路用制御手段の所定の設定値以上になると、主回路用制御手段および副回路用制御手段が動作を開始し、主回路用制御手段の所定の設定値以下になると主回路用制御手段および前記副回路用制御手段が動作を停止する。つまり、主回路用制御手段の動作開始及び停止、副回路用制御手段の動作開始可能状態及び停止が補助電源の電圧値によって決定され、その電圧値が主回路用制御手段の所定の設定値が副回路用制御手段の所定の設定値よりも高い電圧値で設定されていることから、電源（Ｖｃｃ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御手段から動作を開始し、その後に、副回路用制御手段が動作を開始する。また、電源（Ｖｃｃ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御手段から動作を停止し、その後に、副回路用制御手段が動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフする。

（４）本発明は、（１）のスイッチング電源について、１つの主回路とＮ個（Ｎ≧２）の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段とＮ個（Ｎ≧２）の副回路用制御手段を備え、第Ｎ副回路用制御手段は第Ｎ−１副回路用制御手段より動作開始・停止命令を受けることを特徴とするスイッチング電源回路を提案している。

本発明によれば、１つの主回路とＮ個（Ｎ≧２）の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段とＮ個（Ｎ≧２）の副回路用制御手段を備え、第Ｎ副回路用制御手段は第Ｎ−１副回路用制御手段より動作開始・停止命令を受ける。つまり、主回路とＮ個の副回路とが並列に接続され、Ｎ個の副回路用制御手段は、主回路用制御手段が動作開始・停止命令を出力したときに、順次、主回路側に接続された回路の制御手段からその情報を受け取る。したがって、Ｎ個の副回路用制御手段は、必ず、主回路用制御手段が動作を開始してから、動作を開始するとともに、主回路用制御手段が動作を停止してから、動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフする。

（５）本発明は、（２）のスイッチング電源について、１つの主回路とＮ個（Ｎ≧２）の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段とＮ個（Ｎ≧２）の副回路用制御手段とＮ個の制御巻線を備え、第Ｎ副回路用制御手段を制御する為の制御巻線信号を第Ｎ−１副回路トランスに備えられた制御巻線により発生することにより動作・停止命令を与えることを特徴とするスイッチング電源回路を提案している。

本発明によれば、１つの主回路とＮ個（Ｎ≧２）の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段とＮ個（Ｎ≧２）の副回路用制御手段とＮ個の制御巻線を備え、第Ｎ副回路用制御手段を制御する為の制御巻線信号を第Ｎ−１副回路トランスに備えられた制御巻線により発生することにより動作・停止命令を与える。つまり、主回路とＮ個の副回路とが並列に接続され、Ｎ個の副回路用制御手段は、順次、主回路側に接続された回路の制御巻線信号を受け取ることにより、動作命令および停止命令を受け取る。したがって、Ｎ個の副回路用制御手段は、必ず、主回路用制御手段が動作を開始してから、動作を開始するとともに、主回路用制御手段が動作を停止してから、動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフする。

本発明によれば、主回路用制御手段と前記副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、この補助電源が立ち上がると、副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、主回路用制御手段が動作開始した後に、主回路用制御手段からの動作命令を受けて、副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、主回路用制御手段が動作停止した後に、主回路用制御手段からの動作命令が無くなることにより副回路用制御手段が停止することから、電源（Ｖｃｃ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御手段から動作を開始し、その後に、副回路用制御手段が動作を開始する。また、電源（Ｖｃｃ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御手段から動作を停止し、その後に、副回路用制御手段が動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフするため、電源（Ｖｃｃ）供給をオン／オフさせる際の過渡的な状態において、並列されたコンバータの中で、一部のコンバータのみ動作あるいは停止状態になるということがなく、その結果、動作状態にあるコンバータにのみ電力が偏り、発熱が集中するといった問題や電源（Ｖｃｃ）供給オフ時に、コンバータの出力電圧が時間軸に対して直線的に低下しないという従来の問題を解決することができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る補助電源の電圧波形を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る主回路用制御回路の内部構成を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る副回路用制御回路の内部構成を示した図である。 本発明の第３の実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。 本発明の第５の実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。 本発明の第６の実施形態に係るスイッチング電源回路の構成図である。 本発明における効果に関する動作波形図である。 従来例における動作波形を示す図である。 従来例におけるスイッチング電源回路の構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１の実施形態＞
図１および図４を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。

＜スイッチング電源回路の構成＞
本実施形態に係るスイッチング電源回路は、主として、図１に示すように、整流回路１０と、チョークコイルＬ１および制御巻線Ｌ２とからなるトランス２０と、主回路用制御回路３０ａと、副回路用制御回路３０ｂと、出力電圧検出回路５０とから構成されている。

整流回路１０は、商用電源の交流を全波整流して得られる脈流をトランス２０およびチョークコイルＬ３に供給する。トランス２０は、後述する制御回路３０内のスイッチング素子がオンの場合に、負荷に電力を供給するのと同時に、入出力の電圧差に相当するエネルギーをチョークコイルＬ１、Ｌ３に蓄積し、スイッチング素子がオフの場合に、チョークコイルＬ１、Ｌ３に蓄積したエネルギーを負荷に供給する。制御巻線Ｌ２は、チョークコイルＬ１を流れる電流に対応した信号を制御回路３０のＶＺ端子に供給する。

また、主回路用制御回路３０ａと副回路用制御回路３０ｂとが共用の補助電源（ＶＣＣ）を備え、この補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がると、副回路用制御回路３０ｂが動作の開始可能状態となり、主回路用制御回路３０ａが動作開始した後に、主回路用制御回路３０ａからの動作命令を受けて、副回路用制御回路３０ｂの動作の開始を行い、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、主回路用制御回路３０ａが動作停止した後に、主回路用制御回路３０ａからの動作命令が無くなることにより副回路用制御回路３０ｂが停止する。

図２を用いて、これについて説明すると、主回路用制御回路３０ａと副回路用制御回路３０ｂとには、同一の電源ＶＣＣ（補助電源）から電源が供給されている。また、図２に示すように、主回路用制御回路３０ａの動作開始及び停止、副回路用制御回路３０ｂの動作開始可能状態及び停止がＶＣＣ（補助電源）の電圧値によって決定され、その電圧値が主回路用制御回路３０ａの所定の設定値（主回路用設定値）よりも低い副回路用制御回路３０ｂの所定の設定値（副回路用設定値）以上になると、副回路用制御回路３０ｂが動作開始可能状態となり、その電圧値が主回路用制御回路３０ａの所定の設定値以上になると、主回路用制御回路３０ａおよび副回路用制御回路３０ｂが動作を開始するとともに、主回路用制御回路３０ａの所定の設定値以下になると主回路用制御回路３０ａおよび副回路用制御回路３０ｂが動作を停止する。なお、主回路用制御回路３０ａおよび副回路用制御回路３０ｂの詳細な回路構成は、後述する。

したがって、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を開始し、その後に、副回路用制御回路３０ｂが動作を開始する。また、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を停止し、その後に、副回路用制御回路３０ｂが動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフする。

出力電圧検出回路５０は、出力電圧を検出するための抵抗Ｒ１、Ｒ２と、基準電圧源Ｖｃと、出力電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧した分圧値をマイナス入力に、基準電圧源Ｖｃをプラス入力に接続し、フィードバック抵抗Ｒ３を有するオペアンプＯＰ１とから構成されている。出力電圧検出回路５０の出力は、制御回路３０のＦＢ端子に接続され、出力電圧の分圧値が基準電圧よりも高くなると、両者の電位差に応じた電流をＦＢ端子から引き抜くように動作する。

＜主回路用制御回路の構成＞
図３を用いて、本実施形態に係る主回路用制御回路３０ａの構成について説明する。

本実施形態に係る主回路用制御回路３０ａは、図３に示すように、スイッチングトランジスタＱ４１と、ＲＳフリップフロップ４１と、オントリガ検出回路４２と、ＯＲ回路４３と、ＯＮ／ＯＦＦ時間設定回路４４と、コンパレータ４５と、定電流源４６と、抵抗Ｒ４１とから構成されており、ＦＢ端子、ＶＺ端子、オントリガ伝達出力端子、オン幅伝達出力端子を有している。

スイッチングトランジスタＱ４１は、ＲＳフリップフロップ４１からの出力信号により、オン／オフ動作を行う。具体的には、ＶＤＳ−ＧＮＤ間をオープン状態、ショート状態とする。

ＲＳフリップフロップ４１は、オントリガ検出回路４２からの信号とＯＲ回路４３からの信号とに基づいて、スイッチングトランジスタＱ４１のゲートに駆動信号を供給する。オントリガ検出回路４２は、ＶＺ端子に接続され、ＶＺ端子に接続される制御巻線Ｌ２からの信号により、スイッチングトランジスタＱ４１をオンとするトリガを得て、オントリガ信号をＲＳフリップフロップ４１のセット（Ｓ）端子に出力する。

ＯＲ回路４３は、コンパレータ４５の出力信号とＯＮ／ＯＦＦ時間設定回路４４からの出力信号とのＯＲをとって、その論理演算結果を信号として、ＲＳフリップフロップ４１のリセット（Ｒ）端子に出力する。ＯＮ／ＯＦＦ時間設定回路４４は、ＦＢ端子およびＶＺ端子に接続され、ＶＺ端子に接続される制御巻線Ｌ２からの信号により、スイッチングトランジスタＱ４１をオンとするトリガを得るとともに、ＦＢ端子の電圧値に応じて、スイッチングトランジスタＱ４１のオン時間幅を決定し、これに準じた信号をＯＲ回路４３に供給する。

コンパレータ４５は、補助電源であるＶＣＣ電圧と主回路用設定値とを比較して、ＶＣＣ電圧が主回路用設定値よりも低い電圧値である場合には、ハイレベルの信号を出力し、ＶＣＣ電圧が主回路用設定値よりも高い電圧値である場合には、ローレベルの信号を出力する。

＜副回路用制御回路の構成＞
図４を用いて、本実施形態に係る副回路用制御回路３０ｂの構成について説明する。

本実施形態に係る副回路用制御回路３０ｂは、図４に示すように、スイッチングトランジスタＱ５１と、ＲＳフリップフロップ５１と、ディレイ回路５２と、ＯＲ回路５３と、ＯＮ時間計測回路５４と、コンパレータ５５と、オントリガ検出回路５６とから構成されており、オントリガ伝達入力端子、オン幅伝達入力端子、オントリガ伝達出力端子、オン幅伝達出力端子を有している。

ＲＳフリップフロップ５１は、オントリガ伝達入力端子から入力した信号とＯＲ回路５３からの信号とに基づいて、スイッチングトランジスタＱ５１のゲートに駆動信号を供給する。ディレイ回路５２は、ＯＮ時間計測回路５４から出力される信号に対して、所望の遅延時間を付加してＯＲ回路５３に出力する。

ＯＮ時間計測回路５４は、オン幅伝達入力端子から入力した信号に基づいて、ＯＮ幅を計測し、これに相当する信号をディレイ回路５２に出力する。ＯＲ回路５３は、コンパレータ５５の出力信号とディレイ回路５２の出力信号とのＯＲをとって、その論理演算結果を信号として、ＲＳフリップフロップ５１のリセット（Ｒ）端子に出力する。

コンパレータ５５は、補助電源であるＶＣＣ電圧と副回路用設定値とを比較して、ＶＣＣ電圧が副回路用設定値よりも低い電圧値である場合には、ハイレベルの信号を出力し、ＶＣＣ電圧が副回路用設定値よりも高い電圧値である場合には、ローレベルの信号を出力する。

オントリガ検出回路５６は、オントリガ伝達入力端子から入力したオントリガ伝達信号を検出して、ＲＳフリップフロップ５１のセット（Ｓ）端子およびディレイ回路にオントリガ伝達信号を検出した旨の信号を出力する。

したがって、本実施形態によれば、主回路用制御回路３０ａと副回路用制御回路３０ｂとが共用の補助電源（ＶＣＣ）を備え、この補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がると、副回路用制御回路３０ｂが動作の開始可能状態となり、主回路用制御回路３０ａが動作開始した後に、主回路用制御回路３０ａからの動作命令を受けて、副回路用制御回路３０ｂの動作の開始を行い、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、主回路用制御回路３０ａが動作停止した後に、主回路用制御回路３０ａからの動作命令が無くなることにより副回路用制御回路３０ｂが停止することから、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を開始し、その後に、副回路用制御回路３０ｂが動作を開始する。また、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を停止し、その後に、副回路用制御回路３０ｂが動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフすることができる。

そのため、補助電源（Ｖｃｃ）の供給をオン／オフさせる際の過渡的な状態において、並列されたコンバータの中で、一部のコンバータのみ動作あるいは停止状態になるということがなく、その結果、動作状態にあるコンバータにのみ電力が偏り、発熱が集中するといった問題や電源（Ｖｃｃ）の供給オフ時に、コンバータの出力電圧が時間軸に対して直線的に低下しないという従来の問題を解決することができる（図８参照）。

＜第２の実施形態＞
図５を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。

＜スイッチング電源回路の構成＞
本実施形態に係るスイッチング電源回路は、主として、図５に示すように、整流回路１０と、チョークコイルＬ１および制御巻線Ｌ２とからなるトランス２０と、主回路用制御回路６０ａと、副回路用制御回路６０ｂと、トリガ伝達回路４０と、出力電圧検出回路５０とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は省略する。

制御巻線Ｌ２は、チョークコイルＬ１を流れる電流に対応した信号を主回路用制御回路６０ａおよび副回路用制御回路６０ｂのＶＺ端子に供給する。この信号は、副回路用制御回路６０ｂにおけるスイッチング素子をオンするためのトリガ信号となる。

主回路用制御回路６０ａおよび副回路用制御回路６０ｂは、ＶＺ端子およびＦＢ端子に入力される信号により、スイッチング素子のオンタイミングとオン時間幅とを制御する。トリガ伝達回路４０は、制御巻線Ｌ２から出力される信号を利用して、主回路用制御回路６０ａのオフタイミングで、副回路用制御回路６０ｂにオントリガを供給する。これにより、２つのスイッチング素子を交互にオン状態とすることができる。

また、主回路用制御回路６０ａと副回路用制御回路６０ｂは共に図３と同様の回路構成となっており、主回路用制御回路６０ａではコンパレータ４５の入力端子に主回路用設定値電圧が接続されるのに対し、副回路用制御回路６０ｂでは副回路用設定値電圧が接続される。

したがって、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御回路６０ａから動作を開始し、その後に、副回路用制御回路６０ｂが動作を開始する。また、電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御回路６０ａから動作を停止し、その後に、副回路用制御回路６０ｂが動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフする。

したがって、本実施形態によれば、主回路用制御回路が、制御巻線の電圧により主回路用制御回路の第１のスイッチング素子のオンタイミングを生成し、副回路用制御回路が、主回路側のスイッチング素子がオフしたタイミングで、副回路側のスイッチング素子のオンタイミングを生成する構成のスイッチング電源回路において、主回路用制御回路６０ａと副回路用制御回路６０ｂとが共用の補助電源（ＶＣＣ）を備え、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がると、副回路用制御回路６０ｂが動作の開始可能状態となり主回路用制御回路６０ａが動作開始した後に、トリガ伝達回路４０からの信号を受けて、副回路用制御回路６０ｂの動作開始を行い、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、主回路用制御回路６０ａが動作停止した後に、トリガ伝達回路４０からの動作指令がなくなることにより副回路用制御回路６０ｂが停止することから補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御回路から動作を開始し、その後に、副回路用制御回路が動作を開始する。また、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御回路から動作を停止し、その後に、副回路用制御回路が動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフすることができる。

そのため、補助電源（Ｖｃｃ）供給をオン／オフさせる際の過渡的な状態において、並列されたコンバータの中で、一部のコンバータのみ動作あるいは停止状態になるということがなく、その結果、動作状態にあるコンバータにのみ電力が偏り、発熱が集中するといった問題や補助電源（Ｖｃｃ）供給オフ時に、コンバータの出力電圧が時間軸に対して直線的に低下しないという従来の問題を解決することができる（例えば、図８参照）。

＜第３の実施形態＞
図６を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。

＜スイッチング電源回路の構成＞
本実施形態に係るスイッチング電源回路は、主として、図６に示すように、整流回路１０と、チョークコイルＬ１および制御巻線Ｌ２とからなるトランス２０と、主回路用制御回路３０ａと、２以上の副回路用制御回路３１ａ、３１ｂと、出力電圧検出回路５０とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は省略する。また、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂの内部構成は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態に係るスイッチング電源回路は、主回路用制御回路３０ａと、２以上の副回路用制御回路３１ａ、３１ｂとが並列に接続された構成になっており、主回路用制御回路３０ａおよび２以上の副回路用制御回路３１ａ、３１ｂには、同一の補助電源（ＶＣＣ）が接続されている。また、主回路用制御回路３０ａのオン幅伝達出力端子と副回路用制御回路３１ａのオン幅伝達入力端子とが接続され、副回路用制御回路３１ａのオン幅伝達出力端子と副回路用制御回路３１ｂのオン幅伝達入力端子とが接続されている。同様に、主回路用制御回路３０ａのオントリガ伝達出力端子と副回路用制御回路３１ａのオントリガ伝達入力端子とが接続され、副回路用制御回路３１ａのオントリガ伝達出力端子と副回路用制御回路３１ｂのオントリガ伝達入力端子とが接続されている。

さらに、図２に示すように、主回路用制御回路３０ａの動作開始及び停止、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂの動作開始可能状態及び停止がＶＣＣ（補助電源）の電圧値によって決定され、その電圧値が主回路用制御回路３０ａの所定の設定値（主回路用設定値）よりも低い副回路用制御回路３１ａ、３１ｂの所定の設定値（副回路用設定値）以上になると、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作開始可能状態となり、その電圧値が主回路用制御回路３０ａの所定の設定値以上になると、主回路用制御回路３０ａおよび副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作を開始するとともに、主回路用制御回路３０ａの所定の設定値以下になると主回路用制御回路３０ａおよび副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作を停止する。

そのため、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を開始し、その後に、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作を開始する。また、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を停止し、その後に、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフする。

したがって、本実施形態によれば、主回路用制御回路３０ａと副回路用制御回路３１ａ、３１ｂとが共用の補助電源（ＶＣＣ）を備え、この補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がると、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作の開始可能状態となり、主回路用制御回路３０ａが動作開始した後に、主回路用制御回路３０ａからの動作命令を受けて、副回路用制御回路３１ａ、副回路用制御回路３１ｂの順番で動作の開始を行い、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、主回路用制御回路３０ａが動作停止した後に、主回路用制御回路３０ａからの動作命令が無くなることにより副回路用制御回路３１ａ、副回路用制御回路３１ｂの順番で動作が停止することから、補助電源（ＶＣＣ）が立ち上がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を開始し、その後に、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作を開始する。また、補助電源（ＶＣＣ）が立ち下がるときには、必ず、主回路用制御回路３０ａから動作を停止し、その後に、副回路用制御回路３１ａ、３１ｂが動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフすることができる。

＜第４の実施形態＞
図７を用いて、本発明の第４の実施形態について説明する。

＜スイッチング電源回路の構成＞
本実施形態に係るスイッチング電源回路は、主として、図７に示すように、整流回路１０と、チョークコイルＬ１および制御巻線Ｌ２とからなるトランス２０、２１、２２と、主回路用制御回路３２ａと、２以上の副回路用制御回路３２ｂ、３２ｃと、出力電圧検出回路５０とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は省略する。また、主回路用制御回路３２ａと副回路用制御回路３２ｂ、３２ｃの内部構成は、第２の実施形態と同様である。

本実施形態に係るスイッチング電源回路は、主回路用制御回路３２ａと、２以上の副回路用制御回路３２ｂ、３２ｃとが並列に接続された構成になっており、主回路用制御回路３２ａおよび２以上の副回路用制御回路３２ｂ、３２ｃには、同一の補助電源（ＶＣＣ）が接続されている。また、それぞれの副回路用制御回路３２ｂ、副回路用制御回路３２ｃのＶＺ端子は、各トランス２０、２１の補助巻線に接続されている。

つまり、主回路と複数の副回路とが並列に接続され、複数の副回路用制御手段は、順次、主回路側に接続された回路の制御巻線信号を受け取ることにより、動作命令および停止命令を受け取る。

したがって、本実施形態によれば、１つの主回路と複数の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段と複数の副回路用制御手段と複数の制御巻線を備え、例えば、第Ｎ副回路用制御手段を制御する為の制御巻線信号を第Ｎ−１副回路トランスに備えられた制御巻線により発生することにより動作・停止命令を与えることから、複数の副回路用制御手段は、必ず、主回路用制御手段が動作を開始してから、動作を開始するとともに、主回路用制御手段が動作を停止してから、動作を停止する。そのため、並列されたコンバータがほぼ同時にオン／オフすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１０；整流回路
２０、２１、２２；トランス
３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ；制御回路
４０；トリガ伝達回路
Ｑ４１；スイッチングトランジスタ
４１；ＲＳフリップフロップ
４２；オントリガ検出回路
４３；ＯＲ回路
４４；ＯＮ／ＯＦＦ時間設定回路
４５；コンパレータ４５
４６；定電流源４６
Ｒ４１；抵抗
５０；出力電圧検出回路
Ｑ５１；スイッチングトランジスタ
５１；ＲＳフリップフロップ
５２；ディレイ回路
５３；ＯＲ回路
５４；ＯＮ時間計測回路
５５；コンパレータ
５６；オントリガ検出回路
６０ａ、６０ｂ；制御回路
１１３、１１４；スイッチングトランス
１２０、１３０；コンバータ
１２１；突入電流防止回路
１２２、１３２；ＰＷＭ制御回路
１２３；制御用整流平滑回路
１４３、１５３；保護回路
Ｔｒ１２０、Ｔｒ１３０；ＮＰＮトランジスタ
Ｃ１、Ｃ２；平滑コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３；平滑ダイオード
Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４；チョークコイル
Ｌ２、Ｌ２´、Ｌ３´、Ｌ４´；制御巻線
ＯＰ１；オペアンプ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３；抵抗
Ｖｃ；基準電圧源
ＶＣＣ；制御回路用電源

Claims (5)

1. 位相制御によりスイッチング動作する主回路及び副回路を有し、前記主回路用および前記副回路用のトランスと、前記主回路用の第１のスイッチング素子と、前記副回路用の第２のスイッチング素子と、該第１のスイッチング素子のオン・オフを制御する主回路用制御手段と、該第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する副回路用制御手段とを備え、前記主回路制御手段及び副回路制御手段とを位相制御するマルチフェイズ型スイッチング電源回路であって、
   前記主回路用制御手段と前記副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、前記主回路用制御手段は副回路用制御手段へ動作開始・停止命令を与え、
   該補助電源が立ち上がると、前記副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、前記主回路用制御手段が動作開始した後に、前記主回路用制御手段からの動作命令を受けて前記副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、前記主回路用制御手段が動作停止した後に、前記主回路用制御手段からの動作命令が無くなることにより前記副回路用制御手段が停止することを特徴とするスイッチング電源回路。
2. 位相制御によりスイッチング動作する主回路及び副回路を有し、前記主回路用および前記副回路用のトランスと、前記主回路用の第１のスイッチング素子と、前記副回路用の第２のスイッチング素子と、該第１のスイッチング素子のオン・オフを制御する主回路用制御手段と、該第２のスイッチング素子のオン・オフを制御する副回路用制御手段とを備え、前記主回路用制御手段及び副回路用制御手段とを位相制御するマルチフェイズ型スイッチング電源回路であって、
   前記主回路用制御手段と前記副回路用制御手段とが共用の補助電源を備え、前記主回路用のトランスが制御巻線を備え、前記制御巻線に発生する電圧により副回路用制御手段へ動作開始・停止命令を与え、
   該補助電源が立ち上がると、前記副回路用制御手段が動作の開始可能状態となり、前記主回路用制御手段が動作開始した後に、前記制御巻線電圧からの動作命令を受けて前記副回路用制御手段の動作の開始を行い、補助電源が立ち下がるときには、前記主回路用制御手段が動作停止した後に、前記制御巻線電圧が無くなることにより前記副回路用制御手段が停止することを特徴とするスイッチング電源回路。
3. 前記主回路用制御手段の動作開始及び停止、前記副回路用制御手段の動作開始可能状態及び停止が前記補助電源の電圧値によって決定され、該電圧値が前記主回路用制御手段の所定の設定値よりも低い前記副回路用制御手段の所定の設定値以上になると、前記副回路用制御手段が動作開始可能状態となり、該電圧値が前記主回路用制御手段の所定の設定値以上になると、前記主回路用制御手段および前記副回路用制御手段が動作を開始し、前記主回路用制御手段の所定の設定値以下になると前記主回路用制御手段および前記副回路用制御手段が動作を停止することを特徴とする請求項１および２に記載のスイッチング電源回路。
4. １つの主回路とＮ個（Ｎ≧２）の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段とＮ個（Ｎ≧２）の副回路用制御手段を備え、第Ｎ副回路用制御手段は第Ｎ−１副回路用制御手段より動作開始・停止命令を受けることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源回路。
5. １つの主回路とＮ個（Ｎ≧２）の副回路を有し、これらを制御する１つの主回路用制御手段とＮ個（Ｎ≧２）の副回路用制御手段とＮ個の制御巻線を備え、第Ｎ副回路用制御手段を制御する為の制御巻線信号を第Ｎ−１副回路トランスに備えられた制御巻線により発生することにより動作・停止命令を与えることを特徴とする請求項２に記載のスイッチング電源回路。

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